Ruostumattomasta teräksestä valmistettujen putkien puolan mittojen ohjaus: mittauspisteet, toleranssit ja pulttireikien kohdistus

Mikä on putkikelan mittaohjaus?

​​​​​​​

Mittojen säätö on prosessi, jolla todistetaan, että esivalmistettu putkikokoonpano vastaa isometristä piirustustaan ​​sovituissa rajoissa, joten se putoaa paikalleen ilman voimaa.

Putkikela rakennetaan konepajassa ja asennetaan viikkoja myöhemmin tehtaaseen. Näiden kahden tapahtuman välissä kukaan ei voi helposti korjata virhettä. Kela, joka on 6 mm liian pitkä tai jonka laippa pyörii yhden pultin reiän verran, tarkoittaa kenttäleikkausta, uudelleenhitsausta tai hylättyä toimitusta.

Ruostumattoman teräksen hinta on korkeampi. Ruostumattoman teräksen leikkaaminen ja uudelleenhitsaus vaatii tyhjennyskaasua, lämmönsyötön ohjausta ja usein uudelleenpassivoimista. Uudelleentyöstö lisää myös enemmän lämpöä, mikä lisää vääristymiä. On halvempaa mitata huolellisesti ensimmäisellä kerralla.

Siihen on myös turvallisuussyy. Kun väärin kohdistettu kela vedetään paikalleen pulteilla, jännitys lukittuu putkistoon. Tämä jännitys kuormittaa laippapultteja, tiivistettä ja varustesuutinta toisessa päässä. Hyvä mittojen hallinta estää tämän ongelman sen lähteellä.

Mihin kannattaa sijoittaa tutkimuspisteet putkikelalle?

Sijoita mittauspisteet liitännän määrittäviin ominaisuuksiin: laipan tiivisteen keskipisteet, kulma- ja T-pisteet, haaran keskilinjat, hitsaussaumat ja tukikiinnikkeet, kaikki mitattuna yhdestä peruspisteestä.

Mittauspiste on merkitty paikka kelalla, jossa mittaat. Oikeiden pisteiden valinta on tärkeämpää kuin kalliiden laitteiden omistaminen. Alla olevassa taulukossa on lueteltu kohdat, joita suosittelemme jokaiselle kelalle.

Neljä perussääntöä, jotka estävät kumulatiivisen virheen

• Käytä yhtä peruspistettä.Valitse yksi laipan keskipiste tai yksi puolan pää ja mittaa jokainen piste siitä. Segmenttien pituuksien laskeminen yhteen kasaa pieniä virheitä.
• Merkitse kohdat samalla tavalla joka kerta.Käytä vain vähän klorideja ja rikkiä sisältäviä maalikyniä tai meistejä.
• Pidä hiiliteräs etäällä ruostumattomasta teräksestä.Käytä ruostumattomasta teräksestä valmistettuja työkaluja ja harjoja. Rautahiukkaset aiheuttavat myöhemmin ruostepisteitä.
• Yhdistä malliin.Kelan mittauspisteiden tulee vastata isometrisen piirustuksen mittapisteitä, jotta mitattuja ja piirrettyjä arvoja voidaan verrata suoraan.

Mikä mittausmenetelmä toimii parhaiten: nauha, takymetri, laserseuranta vai 3D-skannaus?

Käytä terästeippiä tavallisille ±3 mm:n keloille, takymetriä suurille monitasoisille keloille, laserseurantalaitetta tai nivelvartta ±1,5 mm tai tiukemmille sekä 3D-skannausta monimutkaisten olemassa olevien olosuhteiden tallentamiseen.

Mikään menetelmä ei ole "paras" joka tapauksessa. Oikea työkalu riippuu toleranssista, kelan koosta ja väärän toiminnan hinnasta. Alla oleva vertailu perustuu instrumenttien tyypilliseen suorituskykyyn.

Nyrkkisääntö:instrumentin tulee olla vähintään kolmesta neljään kertaa tarkempi kuin tarkistamasi toleranssi. Nauha, jonka todellisen maailman epävarmuus on ±2 mm, ei voi todistaa ±1,5 mm:n toleranssia.

Mitkä mittatoleranssit koskevat ruostumattomasta teräksestä valmistettuja putkikeloja?

Ei ole olemassa yhtä yleistä toleranssia. ASME B31.3 korjaa laipan kohdistuksen (1 mm per 200 mm kallistus, 3 mm pultinreiän siirtymä); kaikki muu, mukaan lukien kokonaispituus, tulee sopimuksesta tai projektispesifikaatiosta.

Tämä yllättää monet ostajat. ASME B31.3 kertoo kuinka kohdistaa laippaliitokset, ja se neuvoo sinua kohdistamaan ympäryshitsaukset hitsausmenettelyn ja suunnittelun rajoissa. Se ei julkaise taulukkoa "sallittu kelan pituusvirhe". Nämä luvut tulevat ostotilauksestasi, asiakkaan spesifikaatiosta tai kansainvälisestä viitekehyksestä, kuten hitsattujen rakenteiden ISO 13920 -standardista.

Lähde: ASME B31.3, para. 335.1(c) ja 328.4 (koodisarake). Kaupalliset ja tiukat pylväät ovat havainnollistavia alueita, jotka ovat yleisesti nähtävissä valmistuseritelmissä. Ne eivät ole koodivaatimuksia. Ostotilaus tai tekniset tiedot määräävät.

Mikä asiakirja voittaa, kun rajat ovat ristiriidassa?

ASME B31.3 toteaa, että sen laipan kohdistussääntöjä sovelletaan "ellei suunnittelussa toisin mainita". Käytännössä järjestys on:(1)tekninen suunnittelu tai asiakkaan spesifikaatio,(2)ostotilaus,(3)koodin minimi. Tiukempi projektiraja voittaa aina löysemmän koodirajan. Jotkut harjoittajat jopa puolittavat laippapintojen kohdistuksen koodirajan käyttämällä 0,5 mm per 200 mm.

Kuinka pultti-reikien kohdistus toimii ja miksi 3 mm:n rajalla on merkitystä?

Pultin reikien on sijaittava laipan keskilinjoilla, ja vastinreiät saavat olla enintään 3 mm siirtyneet (ASME B31.3 para. 335.1(c)). Tavallisissa laipoissa 3 mm:n siirtymä jättää pultille alle 0,2 mm vapaata tilaa.

Mitä "kontti" tarkoittaa.Tavallisessa ASME B16.5 -laipassa ei ole reikää ylä-, ala- tai sivukeskiviivalla. Reiät sijaitsevat pareittain molemmilla puolilla. Jos molemmat laipat on valmistettu tällä tavalla ja molemmat on hitsattu oikein, reiät ovat kohdakkain.

Miksi 3 mm on tiukka.Tavallisissa luokan 150 ja 300 laipoissa kukin reikä on noin 1/8 tuumaa (3,2 mm) leveämpi kuin sen pultti. Kun kahta reikää siirretään 3 mm:llä, pultille jää vapaa kulkureiän halkaisija miinus 3 mm. NPS 6 Class 150 -laipalle (7/8 tuuman reiät, 3/4 tuuman pultit), eli 22,2 mm − 3 mm=19.2 mm aukko 19,05 mm:n pultille. Marginaali on vain 0,17 mm. Lisää hieman kierteen karheutta, niin pultti ei mene sisään.

Kuinka paljon kiertoa on 3 mm?Mitä pienempi laippa, sitä enemmän pieni siirtymä tarkoittaa asteina. Pöytä muuntaa siirtymän laipan kiertoon pulttiympyrässä.

Suuren puolan laippaa on käännettävä vain alle yksi aste, jotta koko vara kuluu. Siksi pelkkä silmämääräinen tarkastus ei riitä.

Kuinka pitää pultinreiät kohdakkain valmistuksen aikana

• Aseta suunta ennen luomista.Merkitse referenssikeskiviiva piirustukseen ja kiinnitä sitten laippa reiät, jotka ovat tämän linjan sisällä.
• Käytä laipan kohdistusta tai tappeja.Laipan kiinnittäminen jäykään kiinnikkeeseen pitää pyörimisen ja kasvojen kallistuksen kiinni kiinnittämisen ja hitsauksen aikana.
• Tarkista ennen ja jälkeen hitsauksen.Hitsauksen kutistuminen voi vääntää laipan. Mittaa uudelleen pultinreiän siirtymä ja pintakallistus valmiista kelasta.
• Vahvista piirustuksen suunta.Tarkista, että isometriikka ilmaisee reiän sijainnin (kontti tai erikoistapauksissa keskiviivalla) ennen putken leikkaamista.
• Älä suurenna reikiä piilottaaksesi virheet.Reikien viilaus heikentää laipan pintaa ja piilottaa valmistusvirheen, joka palaa käyttöön.

​​​​​​​Kuinka laippatyyppi muuttaa kohdistusvaikeutta?

Kierrosliitoslaipat on helpoin kohdistaa, koska ne pyörivät vapaasti; hitsauskaulan laipat on kiinnitetty kiinnittymiskohtaan; Slip-on laipat lisäävät toisen muuttujan, koska ne myös liukuvat putkea pitkin.

Laippatyyppi päättää, milloin ja miten pyöriminen "lukitaan". Alla oleva vertailu auttaa sinua valitsemaan tyypin, kun pultinreiän kohdistus on kriittinen, esimerkiksi putken viimeisessä kiinnityskohdassa.

Miten hitsauksen kutistuminen ja lämpötila vaikuttavat ruostumattoman puolan mittoihin?

Ruostumaton teräs liikkuu enemmän kuin hiiliteräs: se laajenee noin 40 % enemmän lämpötilassa ja pitää hitsauslämpöä pienellä alueella, joten se vääristää enemmän. Mittaa vakaassa, tallennetussa lämpötilassa ja suunnittele hitsauskokeiden päästöt.

Kaksi materiaalin ominaisuutta selittää eron. Austeniittisella ruostumattomalla teräksellä on asuurempi lämpölaajenemiskerroinja apaljon alhaisempi lämmönjohtavuuskuin hiiliteräs. Lämpö pysyy lähellä hitsiä eikä leviä, joten kutistuminen ja vääristymät ovat suurempia.

Toiminut esimerkki.6 m pitkä tyyppi 304 kela mitataan kylmässä konepajassa 10 asteessa ja tarkastetaan uudelleen iltapäiväauringossa 30 asteessa. Kela on 6000 mm × 17,2 × 10⁻⁶ × 20 astetta ≈2.1 mmpidempään. Jos toleranssi on ±3 mm, pelkkä lämpötilanvaihtelu on käyttänyt suurimman osan siitä.

Käytännöllisiä tapoja hallita liikettä

• Ennätyslämpötilajokaisen mittaraportin kanssa ja mittaa joka kerta samassa lämpötilassa (esimerkiksi aikaisin aamulla kaupassa).
• Tasapainota hitsausjärjestys.Vuorottele putken sivuja ja hitsaa vastakkaiset liitokset vuorotellen, jolloin kutistumisvoimat kumoutuvat.
• Rajoita lämmöntuontia ja välilämpötilaapätevän WPS:n mukaan. Vähemmän lämpöä tarkoittaa vähemmän vääristymiä ja suojaa korroosionkestävyyttä.
• Jätä leikkauskorvausyhdessä kenttäsovituspäässä, kun lopullinen kiinnitysmitta on epävarma.
• Suorita koe.Hitsaa testiliitos omalla WPS:lläsi ja mittaa todellinen kutistuma. Käytä sitä numeroa, älä yleistä.

Mikä on käytännöllinen ulottuvuusohjauksen työnkulku?

Käytä viittä pitopistettä: komponentit vastaanotettaessa, asennus ennen hitsausta, hitsauksen jälkeen, loppuraportti ja ennen lähetystä. Jokaisella pitopisteellä on mittausarvo, tietue ja läpäisy- tai hylkäyssääntö.

Sovitustarkastukset (pidä kohta 2) maksavat itsensä takaisin. Laipan siirtäminen ennen hitsausta kestää minuutteja ja sen katkaiseminen sen jälkeen tunteja.

Mitkä ovat yleisimmät mittavirheet ja kuinka voit estää ne?

Useimmat kelan virheet johtuvat viidestä syystä: kumulatiivisesta mittausvirheestä, laipan pyörimisestä, kasvojen kallistumisesta, lämpötilasta ja hitsausvääristymistä, ja jokaisessa on yksinkertainen estovaihe.

Yksi varoitus korjaustoimenpiteistä.Älä käytä kovaa lämpöä tai vasaraa ruostumattoman teräksen suoristamiseen ilman pätevää menettelyä. Hallitsematon kuumennus voi aiheuttaa herkistymistä ja vähentää korroosionkestävyyttä.

Kuinka mittaohjaus tulisi määrittää ostotilauksessa?

Kirjoita ostotilaukseen toleranssi, peruspiste, laipan reiän suunta, mittausehdot ja raportin muoto. Jos niitä ei kirjoiteta ylös, koodin oletusasetukset ovat voimassa, ja ne ovat löysempiä kuin useimmat projektit odottavat.

Hallitsevat toleranssit:kokonaispituus, haaran sijainti, laipan pinnan kallistus ja pultinreiän siirtymä, jokaisella on numero ja yksikkö.

Peruspiste ja viitepiirustus:isometrinen versionumero ja mikä piste on peruspiste.

Pultin reiän suunta:hajallaan keskilinjalla, ellei toisin mainita.

Laipan tiedot:tyyppi, paineluokka, päällystys ja viimeistely hallitsevan standardin mukaan (esimerkiksi ASME B16.5).

Leikkauskorvaus:kumpi pää on leikattu sopivaksi ja kuinka monta millimetriä on jäljellä.

Mittausolosuhteet:laitteen tyyppi, kalibrointi ja vertailulämpötila (tai vaatimus sen tallentamisesta).

Tarkastuspöytäkirjat:pitopisteet, raportin muoto ja todistajat.

Merkinnät ja puhtaus:vähän kloridia sisältävät merkit, vain ruostumattomat työkalut, suojatut laippapinnat.

Usein kysytyt kysymykset

K: Mikä on ruostumattomasta teräksestä valmistetun putkikelan vakiotoleranssi?

A: Ei ole olemassa yhtä yleistä toleranssia. ASME B31.3 asettaa laipan kohdistusrajat (1 mm per 200 mm:n pintakallistus, 3 mm pultinreiän siirtymä), mutta ei aseta puolan kokonaispituuden toleransseja. Useimmissa kaupallisissa määrityksissä käytetään noin ±3 mm kokonaismittoja ja ±1,5 mm kriittisiä liitoksia. Ostotilaus tai tekniset tiedot määräävät.

K: Mitä tarkoittaa "pultinreiät keskiviivalla"?

A: Se tarkoittaa, että mikään pultinreikä ei ole tarkalleen laipan pysty- tai vaakasuuntaisella keskilinjalla. Sen sijaan pari reikää on tasaisesti keskilinjan kummallakin puolella. Tämä on ASME B16.5 -laippojen vakiosuuntaus, ja se antaa kahden laipan pultata yhteen ilman, että kenenkään tarvitsee arvata, kumpi suunta on "ylös".

K: Kuinka pitkälle laipan pulttien reiät voidaan suunnata väärin ASME B31.3:ssa?

A: Ellei suunnittelussa toisin mainita, laipan pulttien reiät on kohdistettava 3 mm:n (1/8 tuuman) enimmäispoikkeaman sisällä ASME B31.3:n kohdan. 335.1(c) mukaisesti. Monissa projekteissa on asetettu tiukempi raja, kuten 1,5 mm, koska 3 mm jättää hyvin vähän tilaa pultille.

K: Voidaanko väärin kohdistettu kela vetää paikalleen pulteilla?

A: Sen ei pitäisi olla. Väärin kohdistetun kelan pakottaminen paikalleen lukitsee jännityksen putkistoon ja voi ylikuormittaa laippapultteja, tiivisteitä ja varustesuuttimia. Kiinnitä kela (suuntaa, trimmaa tai hitsaa uudelleen) sen sijaan, että luottaisit pultin kireyteen raon sulkemiseksi.

K: Miksi minun täytyy tallentaa lämpötila, kun mittaan ruostumattomasta teräksestä valmistettua kelaa?

A: Ruostumaton teräs laajenee noin 40 % enemmän kuin hiiliteräs. 6-metrinen tyyppi 304 kela kasvaa noin 2 mm jokaista 20 asteen nousua kohden. Se on kaksi kolmasosaa tyypillisestä ±3 mm:n toleranssista, joten kylmässä varjossa ja kuumassa auringossa tehdyt mittaukset voivat olla eri mieltä.

K: Mitä mittausmenetelmää minun tulisi käyttää tiukoille keloille?

A: Käytä laserseurantaa tai nivelvartista CMM-laitetta, jos toleranssi on ±1,5 mm tai tiukempi tai kiinnitetään pyöriviin laitteisiin. Mittanauhat ja laseretäisyysmittarit soveltuvat normaaliin ±3 mm töihin. Varmista aina, että laitteen kalibrointitodistus on ajan tasalla.